Chroom(VI), ook bekend als zeswaardig chroom of chromaat, is een zeer reactieve en giftige oxidatietoestand van het element chroom. Het is een van de gevaarlijkste en milieuschadelijkste vormen van chroom, omdat het zeer giftig, kankerverwekkend en oplosbaar in water is. Bij de behandeling van industrieel water en afvalwater staat chroom(VI) centraal bij de controle op verontreinigende stoffen, omdat het in verschillende industrieën wordt gebruikt en het vrijkomen ervan in het milieu onderworpen is aan strenge wettelijke voorschriften.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Chroom(VI) is in waterige oplossingen aanwezig in de vorm van chromaationen (CrO₄²-) of dichromaationen (Cr₂O₇²-), afhankelijk van de pH-waarde van het water. Deze ionen zijn zeer mobiel en sterk oxiderend, wat hun toxiciteit verhoogt. In tegenstelling tot chroom(III), dat minder giftig is en meestal neerslaat als een vast hydroxide, blijft chroom(VI) zeer goed oplosbaar in zure en neutrale milieus en is daarom moeilijker te verwijderen.
Chroom(VI) wordt gebruikt in verschillende industriële processen, waaronder
- Galvanisch verzinken: Chroom(VI) wordt gebruikt bij de oppervlaktebehandeling en het verchromen van metalen om een corrosiebestendig oppervlak te verkrijgen.
- Kleuren en pigmenten: Chroom(VI) wordt gebruikt bij de productie van pigmenten en kleurstoffen voor speciale kleurschakeringen.
- Houtconserveringsmiddelen: Chroom(VI) wordt gebruikt in houtconserveringsmiddelen om het hout te beschermen tegen insecten en rot.
- Chemische industrie: Het wordt gebruikt als oxidatiemiddel in chemische synthese en voor de productie van chroomchemicaliën.
Toxicologie en milieuverontreiniging
Chroom(VI) is extreem giftig voor mens en milieu. Het kan het menselijk lichaam binnendringen door inademing, inslikken of contact met de huid en kan kanker, nierschade, longschade en allergische reacties veroorzaken. Vanwege deze gevaren is het gebruik en de afvoer van afvalwater dat chroom(VI) bevat onderworpen aan strenge milieuvoorschriften.
- Mobiliteit in het milieu: Chroom(VI)-ionen zijn zeer goed oplosbaar in water en kunnen gemakkelijk in grondwater terechtkomen, waar ze de drinkwatervoorraden in gevaar brengen. Het is ook zeer giftig voor waterorganismen in waterlichamen.
Behandeling van chroom(VI) in afvalwater
Vanwege de hoge toxiciteit en mobiliteit van chroom(VI) is een grondige behandeling van chroom(VI)houdend afvalwater noodzakelijk voordat het geloosd of hergebruikt kan worden. De meest gebruikelijke methode voor het behandelen van chroom(VI) in industrieel afvalwater is chemische reductie tot chroom(III), dat vervolgens verwijderd kan worden door precipitatie als chroomhydroxide.
1. reductie van chroom(VI) tot chroom(III)
De behandeling van chroom(VI) begint meestal met de reductie van zeswaardig chroom tot chroom(III), dat veel minder giftig is en gemakkelijker te verwijderen. Dit wordt gedaan door reductiemiddelen toe te voegen zoals:
- Natriumbisulfiet (NaHSO₃)
- Zwaveldioxide (SO₂)
- IJzer(II)sulfaat (FeSO₄)
Deze reactie reduceert het giftige chroom(VI) tot chroom(III), dat vervolgens in volgende stappen kan neerslaan als onoplosbaar chroomhydroxide [Cr(OH)₃]:
2. pH-aanpassing en precipitatie
Na de reductie moet de pH-waarde van het afvalwater worden verhoogd tot een alkalisch bereik (pH 8-9) om het gereduceerde chroom(III) te laten neerslaan als chroomhydroxide [Cr(OH)₃]. Hier wordt het opgeloste chroom(III) omgezet in een onoplosbare vorm door natriumhydroxide (NaOH) of kalkmelk (Ca(OH)₂) toe te voegen, dat verwijderd kan worden door bezinking of filtratie kan worden afgescheiden door bezinking of filtratie.
3. uitvlokking en bezinking
Na precipitatie wordt het gevormde chroomslib geaggregeerd door flocculatie met vlokmiddelen (zoals polyelektrolyten) om een snellere bezinking en een betere vast-vloeistofscheiding mogelijk te maken.
Foto: CP-systeem ALMA CHEM MCW voor de verwijdering van zware metalen, AOX, koolwaterstoffen, cyanide en chroom (met behulp van natriumbisulfiet)
4. ionenuitwisseling & actieve kool
In sommige gevallen, vooral als zeer lage chroomconcentraties vereist zijn, kunnen extra stappen zoals actieve koolfiltratie of het gebruik van ionenwisselaars gebruikt om zelfs de laatste sporen chroom uit het water te verwijderen.
Foto: ALMA ION ionenwisselaar voor de verwijdering van specifieke verontreinigende stoffen zoals chroom
Uitdagingen in de behandeling van chroom(VI)
Efficiënte reductie en pH-regeling
Nauwkeurige regeling van de reductieprocessen en de pH-waarde is cruciaal om ervoor te zorgen dat chroom(VI) volledig wordt gereduceerd tot chroom(III). Bij onvolledige reductie blijft er giftig chroom(VI) achter in het afvalwater.Slibvorming
De chemische neerslag van chroom leidt tot de vorming van chroomslib, dat regelmatig moet worden ontwaterd en op de juiste manier moet worden verwijderd. Dit vereist extra behandeling en brengt verwijderingskosten met zich mee.Restconcentraties
Zelfs na volledige behandeling kan er een restconcentratie chroom(VI) in het water achterblijven. In dergelijke gevallen moeten geavanceerde processen zoals ionenuitwisseling of membraanfiltratie worden gebruikt om aan de wettelijke limieten te voldoen.
Toepassingsgebieden waarin chroom(VI) wordt gebruikt
Chroom(VI) komt voor in verschillende industriële sectoren die specifieke maatregelen vereisen om verontreinigende stoffen te behandelen:
Galvanische industrie
Chroom(VI) wordt gebruikt in galvanische baden om metalen te coaten en corrosiebestendige oppervlakken te creëren. Het afvalwater van deze processen bevat vaak hoge concentraties chroom(VI), dat behandeld moet worden voordat het geloosd of gerecycled wordt.Leer- en textielindustrie
Chroom(VI) wordt gebruikt bij het looien van leer om het leer te conserveren en te stabiliseren. In de textielindustrie wordt het gebruikt voor bepaalde kleurstoffen. Het afvalwater dat hier wordt geproduceerd, moet grondig worden getest op chroomgehalte en moet worden behandeld.Chemische en farmaceutische industrie
Chroom(VI) wordt gebruikt bij de productie van chemicaliën en als oxidatiemiddel in de farmaceutische industrie. De behandeling van dit afvalwater is vaak complex, omdat er bijkomende organische stoffen aanwezig kunnen zijn die het reductieproces beïnvloeden.- Glas- en keramiekindustrie
Chroom(VI) wordt gebruikt bij het kleuren van glas en de productie van keramiek. Ook hier wordt afvalwater geproduceerd dat moet worden behandeld voordat het in het milieu wordt geloosd.
Voordelen van chroom(VI)-behandeling
Effectieve reductie tot chroom(III): De reductie van chroom(VI) tot chroom(III) is een beproefde methode om de toxiciteit van afvalwater drastisch te verminderen en milieuvervuiling tot een minimum te beperken.
Wettelijke naleving: Door chroom(VI) volledig te behandelen, kunnen bedrijven ervoor zorgen dat ze voldoen aan strenge wettelijke voorschriften en de risico's voor mens en milieu tot een minimum beperken.
Conclusie
Chroom(VI) vormt een aanzienlijk risico voor het milieu en de menselijke gezondheid en moet daarom uitgebreid behandeld worden in industrieel afvalwater. De reductie van chroom(VI) tot chroom(III), gevolgd door precipitatie en verwijdering van het resulterende chroomhydroxide, is een bewezen en effectieve methode om de chroomverontreiniging te verminderen en te voldoen aan de wettelijke limieten. Installaties zoals de ALMA CHEM MCW precipitatie- en flocculatie-installatie vertrouwen op deze technologieën om bedrijven te ondersteunen bij de veilige en milieuvriendelijke behandeling van chroom.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
